許洪云 陳朝焰

摘? 要： 新工科背景下Python程序設(shè)計(jì)已成為大部分高校開設(shè)的大數(shù)據(jù)公共課程。本章以“計(jì)算思維與Python程序設(shè)計(jì)”課程為例，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)手段設(shè)計(jì)、考核方式設(shè)計(jì)等方面闡述整個(gè)教學(xué)框架，探索優(yōu)化適合本校學(xué)生的教學(xué)模式和方法，挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。教學(xué)實(shí)踐證明，提出的教學(xué)框架一定程度上有助于提高教學(xué)效果，提高學(xué)生的編程樂趣。

關(guān)鍵詞： 新工科; Python; 教學(xué)探索; 教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ?文章編號(hào)：1006-8228（2021）02-96-03

Abstract： The Python programming course has become the public course about big data in the context of New Engineering. Taking the course of "Computational Thinking and Python Programming" as an example， combined with teaching practice， this paper expounds the whole teaching framework on the design of teaching content， teaching measures and evaluation methods， and explores and optimizes the teaching mode and teaching method that are suitable for the students in our school to excavate the internal driving force of students in learning. The teaching practice shows that， to some extent， the proposed teaching framework is helpful to improve teaching effect and make the programming more enjoyable.

Key words： New Engineering; Python; teaching exploration; teaching quality

0 引言

2017年7月國(guó)務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，12月國(guó)家工業(yè)和信息化部發(fā)布《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）》。2018年3月起，教育部將Python列入全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試科目，在計(jì)算機(jī)二級(jí)考試中加入了“Python語言程序設(shè)計(jì)”。Python的簡(jiǎn)潔高效、解釋性、可擴(kuò)展性、生態(tài)性等特征使其備受歡迎，目前Python在網(wǎng)站開發(fā)、金融分析、大數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)爬蟲等多個(gè)領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用， 大數(shù)據(jù)時(shí)代下Python語言市場(chǎng)對(duì)人才的需求正處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。

Python程序設(shè)計(jì)作為我校大數(shù)據(jù)方向的核心編程基礎(chǔ)技術(shù)之一，不僅為非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生提供后續(xù)專業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)分析的一個(gè)工具支撐，也為計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)的其他相關(guān)課程如“數(shù)據(jù)挖掘”、“機(jī)器學(xué)習(xí)”等奠定了知識(shí)基礎(chǔ)，為學(xué)生進(jìn)一步開展軟件工程訓(xùn)練和實(shí)踐，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生程序基礎(chǔ)、領(lǐng)域興趣和綜合能力三者統(tǒng)一[1]。因此，探索新工科背景下高校Python教學(xué)既有意義也有必要，這也符合當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。

1 教學(xué)框架設(shè)計(jì)

1.1 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

“計(jì)算思維與Python程序設(shè)計(jì)”是我校卓越商科的通識(shí)教育課程，是非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的入門編程語言，共32學(xué)時(shí)。教材主要采用李東方等編著的《Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（第2版）[2]。課程將知識(shí)模塊分為線上學(xué)習(xí)與線下學(xué)習(xí)兩部分。線上學(xué)習(xí)讓學(xué)生在本校的SPOC平臺(tái)中觀看教師預(yù)先錄制好的視頻。線下學(xué)習(xí)，主要是利用課堂這個(gè)實(shí)體根據(jù)不同知識(shí)模塊進(jìn)行不同形式的傳授。課程教學(xué)的主要任務(wù)是讓學(xué)生掌握Python基本知識(shí)，并通過Python綜合應(yīng)用來鞏固強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生的編程樂趣[3]。Python課程體系框架，如表1所示。

1.2 教學(xué)手段設(shè)計(jì)

根據(jù)學(xué)生專業(yè)的實(shí)際情況，課程教學(xué)采用混合教學(xué)模式，并通過多媒體技術(shù)等策略，改革傳統(tǒng)教學(xué)方法，多角度提升課堂教學(xué)效果， 探索新工科背景下Python教學(xué)的新模式。

1.2.1 混合教學(xué)模式

課程采用線上SPOC平臺(tái)以及線下學(xué)習(xí)相結(jié)合的混合教學(xué)模式，如表2所示。開課前，教師在線上SPOC平臺(tái)上傳課程簡(jiǎn)介、課程大綱等內(nèi)容供學(xué)生了解課程概要，并上傳基礎(chǔ)語法知識(shí)模塊的相關(guān)錄制視頻，要求學(xué)生自學(xué)完成。平臺(tái)提供的學(xué)習(xí)進(jìn)度監(jiān)督功能，可以有效輔助教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)視頻動(dòng)態(tài);線下學(xué)習(xí)根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況來調(diào)整課程進(jìn)度，課堂上針對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)或者學(xué)生易錯(cuò)的地方采用傳統(tǒng)講授法，并通過實(shí)踐使學(xué)生理解并掌握知識(shí)點(diǎn)。表2最后三部分知識(shí)模塊主要采用涉及實(shí)際問題的案例分析法，是對(duì)前面的基礎(chǔ)語法知識(shí)的綜合應(yīng)用和相關(guān)拓展。

在課程后期階段，根據(jù)課程學(xué)時(shí)情況和學(xué)生學(xué)習(xí)情況對(duì)部分內(nèi)容采取翻轉(zhuǎn)課堂模式。例如，Python生態(tài)模塊既提供了案例分析，讓學(xué)生了解內(nèi)置庫(kù)和第三方庫(kù)等相關(guān)內(nèi)容，然后在課堂上布置一個(gè)開放性任務(wù)進(jìn)行知識(shí)拓展，讓學(xué)生來設(shè)計(jì)一些有趣的案例，自學(xué)完成，并把學(xué)習(xí)中存在的問題或結(jié)果帶到課堂上來交流和展示。例如，描述關(guān)于個(gè)人簡(jiǎn)介的一段話或者找一本自己喜愛的電子書籍或政府報(bào)告等內(nèi)容，進(jìn)行分析，用云圖展示出來，并說明原因。

1.2.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，利用多媒體技術(shù)、有效設(shè)計(jì)PPT課件等手段輔助教學(xué)，抓住學(xué)生的視覺和聽覺。課堂上，充分利用其他一些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐。例如，利用問卷星或SPOC平臺(tái)在課堂上進(jìn)行理論測(cè)試，了解學(xué)生對(duì)語法內(nèi)容的理解程度，突出呈現(xiàn)重難點(diǎn)知識(shí)。對(duì)錯(cuò)誤較多的題目，老師要適當(dāng)講解，幫助學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情;注重課堂上和學(xué)生之間的互動(dòng)，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，發(fā)揮教師在課堂上的主導(dǎo)作用。

在這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)+教育時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)上的課程學(xué)習(xí)資源非常豐富。教師可以推薦優(yōu)質(zhì)的MOOC資源及公眾號(hào)等供學(xué)生課后參考繼續(xù)學(xué)習(xí)。例如，北京理工大學(xué)嵩天老師、山東工商學(xué)院董付國(guó)老師等提供的Python系列課程。

1.3 教學(xué)考核設(shè)計(jì)

根據(jù)課程課時(shí)較少，實(shí)踐較多等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種綜合性的、更客觀準(zhǔn)確的過程評(píng)價(jià)考核體系尤為必要[4]。因此，在成績(jī)?cè)u(píng)定體系引入授課過程中不同形式的考核，強(qiáng)化平時(shí)考核的力度和手段。將課程的考核方式分為內(nèi)容考核、實(shí)踐考核以及結(jié)果考核三個(gè)環(huán)節(jié)，如表3所示。利用課堂提問以及問卷星手段，對(duì)學(xué)生理論知識(shí)理解掌握情況進(jìn)行考核;圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)踐考核，包括實(shí)驗(yàn)報(bào)告和限時(shí)加分思考題的設(shè)計(jì)。根據(jù)學(xué)生的完成情況，對(duì)重難點(diǎn)問題指導(dǎo)答疑。通過考核結(jié)果，教師可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題，從而調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。因此，實(shí)現(xiàn)多元化考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)使考核成績(jī)更加真實(shí)、客觀。

在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，通過不斷完善教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容，在一定程度上可以有效激發(fā)學(xué)生的編程樂趣，挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，提升學(xué)生的計(jì)算思維能力。在我校的教務(wù)管理系統(tǒng)中，“計(jì)算思維與Python程序設(shè)計(jì)”課程，學(xué)生對(duì)教師的評(píng)價(jià)指標(biāo)從2018-2019⑴學(xué)期的92.097分到2019-2020⑴學(xué)期的92.269分;學(xué)生對(duì)課程的興趣度也從89.05%達(dá)到了91.46%。

2 小結(jié)

本文根據(jù)“計(jì)算思維與Python程序設(shè)計(jì)”課程和本校學(xué)生的特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)考核等三方面闡述Python基礎(chǔ)課程的教學(xué)框架，激發(fā)學(xué)生的編程樂趣，挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，這也是在實(shí)際授課過程中關(guān)于Python課程教學(xué)的初步建設(shè)和探索。作為卓越商科的通識(shí)教育課程，該課程后期將逐步嘗試基于MOOC環(huán)境的Python多元化教學(xué)，推動(dòng)學(xué)生知識(shí)內(nèi)化[5];另外，由于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和掌握知識(shí)情況有差異，后期會(huì)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分組，逐步完善和優(yōu)化創(chuàng)新課程教學(xué)新模式，提高課程的教學(xué)質(zhì)量，把Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程建設(shè)好，這也為我校新工科背景下卓越商科應(yīng)用型人才的培養(yǎng)進(jìn)行探索與實(shí)踐提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1] 嵩天，黃天羽，禮欣.Python語言.程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的理想選擇[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2016.2：42-47

[2] 李東方，文欣秀，張向東等，Python程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第2版）[M].電子工業(yè)出版社，2020.

[3] 黃淑芹，張海，王淮生.興趣驅(qū)動(dòng)的Python語言課程教學(xué)改革研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2020.16.

[4] 許洪云，陳朝焰，張晶.新工科背景下高校信息素養(yǎng)課程教改實(shí)踐[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2019.15.

[5] 薛紅梅，申艷光，生龍，孫勝娟.基于MOOC的Python程序設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐及應(yīng)用[J].軟件導(dǎo)刊（教育技術(shù)），2019.18.